ANATOMIE - PHYSIOLOGIE Niveau II - Niveau III. Régis ALONSO Club de Livry-Gargan Le 23 Novembre 2018 E3 n 23003

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1 ANATOMIE - PHYSIOLOGIE Niveau II - Niveau III Régis ALONSO Club de Livry-Gargan Le 23 Novembre 2018 E3 n

2 Plan de cours 1. Introduction 2. Le Système Nerveux 3. L Oreille 4. Le Système Ventilatoire 5. La Circulation Sanguine 6. Conclusions 2

3 1- Introduction Le corps humain, dès qu il est immergé dans l eau, voit son fonctionnement différer par rapport à celui qu il a sur Terre. La pression ambiante par exemple, qui s applique sur notre corps mais aussi sur l air que nous respirons, joue un rôle fondamental sur quasiment tous les mécanismes qui régissent notre corps. Si ces différences de fonctionnement ne sont pas comprises et prises en compte dans notre façon de plonger, nous nous exposons à de forts risques d incidents, voire d accidents. C est pourquoi, afin d expliquer, et donc de prévenir ces accidents en plongée, il est nécessaire de comprendre comment est globalement constitué le corps humain et comment il fonctionne. ANATOMIE = DESCRIPTION PHYSIOLOGIE = FONCTIONNEMENT 3

4 2 Le Système Nerveux Il est composé de : 3 «Sous-Systèmes» Nerveux : Système Nerveux Central : L encéphale et la moelle épinière, Système Nerveux Périphérique : Nerfs crâniens + Nerfs Rachidiens, Système Nerveux Autonome : Fonctions respiratoires, digestives et cardiovasculaires. Nerfs : voies qui conduisent l influx nerveux sous forme de message électrique : Nerfs sensitifs (reliant les organes sensoriels aux SN) Nerfs moteurs (reliant les muscles squelettiques aux SN) Nerfs végétatifs (reliant les viscères, glandes, organes, aux SN) 4

5 2 Le Système Nerveux Tout le système nerveux est constitué de cellules hautement spécialisées : les neurones. 5

6 3 L oreille Cet organe assure une double fonction : L audition : il recueille et transmet les vibrations sonores puis les transforme en influx nerveux L équilibre : il permet, par comparaison entre les 2 oreilles, d assurer l équilibre du corps ainsi que sa situation dans l espace. Elle est décomposée en 3 parties : Oreille externe Oreille moyenne Oreille interne 6

7 3 L oreille 7

8 3 L oreille L oreille externe conduit les sons au tympan. Elle est composée du : Pavillon : il capte les sons et les concentre. Conduit auditif externe (2,5 cm de long environ) : amène les sons au tympan. Il produit le cérumen qui a pour fonction d arrêter les corps étrangers. Tympan (1 cm de diamètre environ) : membrane fibreuse transparente, tendue et concave qui vibre et transforme les sons en vibrations. L oreille moyenne amplifie les sons et permet l équilibrage des pressions de part et d autre du tympan. Elle est composée de: La chaine des osselets (marteau, enclume et étrier), retenue par des ligaments, qui transmet les vibrations à la fenêtre ovale (20x plus petite que le tympan) qui elle-même transmet les vibrations à l oreille interne L orifice de la trompe d Eustache, qui s ouvre quand les muscles péristaphylins se contractent. 8

9 3 L oreille L oreille interne transforme les vibrations sonores en impulsions électriques et est le centre de l équilibre. Elle est composée de : La fenêtre ovale : elle transmet les pressions de l étrier à l oreille interne. La cochlée (limaçon) : canal en spirale sur 2,5 tours. C est le centre de l audition où les sons sont transformés en signaux électriques au travers des milliers de cellules sensorielles. Le vestibule : constitué de 2 poches remplies de cellules ciliées. il donne les informations sur la verticalité, la pesanteur et les accélérations linéaires Les canaux semi-circulaires : en forme de boucle et disposés dans les 3 plans. Ils fournissent la perception des accélérations angulaires via le nerf vestibulaire. 9

10 4 Le système ventilatoire La ventilation consiste à renouveler l air contenu dans les poumons. La respiration consiste à amener l O2 contenu dans les poumons jusqu aux cellules de l organisme et à évacuer le CO2 que nous produisons. C est ce que l on appelle les échanges gazeux. La ventilation est donc la première étape de la respiration en assurant le renouvellement des gaz, à partir de l air extérieur, dans les alvéoles pulmonaires permettant ainsi les échanges gazeux avec le sang. Elle est supportée par les voies aériennes et la cage thoracique. On distingues les voies aériennes supérieures et les voies aériennes inférieures. 10

11 4.1 - Les voies aériennes supérieures Les fosses nasales assurent le filtrage, le chauffage et l humidification de l air. Le Pharynx est la zone de tri entre l air et les aliments au niveau de l épiglotte qui est ouverte par défaut et se ferme lorsque l on déglutit Le Larynx est la zone des cordes vocales. Il amène l air aux voies aériennes inférieures. 11

12 4.2 - Les voies aériennes inférieures La Trachée : conduit cartilagineux menant l air aux poumons. Les Poumons : constitués de 3 lobes à droite et de 2 lobes à gauche (place du cœur) Les bronches et bronchioles : ramifications de plus en plus étroites Les alvéoles : lieu des échanges gazeux entre l air et le sang. Au nombre de 800 millions chez l adulte, elle représentent une surface d échange de 100m². Leur distension maximale est de 0,3b soit pour un plongeur une profondeur de 3m. 12

13 4.3 - La ventilation Les Poumons sont solidaires de la cage thoracique par le biais de la plèvre. Au repos, les mouvements des côtes produisent les variations de diamètre de la cage thoracique. La ventilation forcée met en œuvre le diaphragme Cette augmentation de volume crée une dépression et un appel d air : l inspiration est donc un phénomène actif mais non volontaire (déclenché par le bulbe rachidien) tandis que l expiration est un acte passif (relâchement des muscles intercostaux). 13

14 4.3 - La ventilation Le rythme moyen au repos est de cycles / min et dure 4 à 5 secondes Notre consommation d air journalière est d environ 20m 3 soit 26 kg. Pendant 1 cycle, on passe 1/3 du temps à inspirer et 2/3 à expirer La ventilation est gérée par réflexe (on ventile même en dormant) mais on peut l arrêter (apnée). Le besoin d inspirer est déclenché par l augmentation du taux de CO2 dans le sang et non pas le manque d O2. 14

15 4.4 - La ventilation en plongée En plongée, la vasoconstriction périphérique due à la pression renvoie une masse importante de sang au niveau des vaisseaux pulmonaires, rendant le travail des muscles ventilatoires plus difficile. La pression hydrostatique ainsi que la viscosité de l air croissent également avec la profondeur, le trajet des gaz devient donc plus difficile et l effort ventilatoire augmente encore, augmentant par la même occasion le taux de CO2 Tout travail subaquatique devient difficile, la sensibilité à l essoufflement augmente. Nous devenons donc des «déficients ventilatoires» de plus en plus sévères en plongeant de plus en plus profond. C EST CE QUI FAIT TOUTE LA DIFFERENCE POUR NOUS PLONGEURS! 15

16 4.5 - La respiration L alvéole pulmonaire est le siège des échanges gazeux entre les poumons et le sang. Cela se fait par transfert, au niveau des capillaires (minuscules vaisseaux sanguins) situés sur les alvéoles. Cela s appelle l hématose. Les échanges gazeux sont régis par les 2 lois suivantes : Loi de Dalton (P partielle = P abs *% gaz) Loi de Henri (dissolution des gaz) :A température constante et à saturation, la quantité de gaz dissout dans un liquide, est proportionnelle à la pression que ce gaz exerce à la surface du liquide» 16

17 4.5 La respiration D autres échanges gazeux ont lieu au niveau tissulaire, entre l air (80% de N2 et 20% d O2) contenu dans le sang et les déchets (CO2) contenus dans les tissus (organes, muscles). Le mécanisme se fait par différentiel de pression entre l air et le sang (d où l apport d O2 vers le sang pauvre en O2 / N2 et le rejet du CO2 / N2 vers l air pauvre en CO2 / N2) 17

18 5 La Circulation Sanguine Elle permet de transporter l O2 contenu dans les poumons et les substances nutritives jusqu aux cellules de l organisme, mais elle sert également à évacuer le CO2 et les déchets que nous produisons. Le cœur et les vaisseaux constituent l appareil circulatoire, qui n autorise des échanges gazeux qu au niveau de la paroi des capillaires. Le sang circule à l intérieur d un système de vaisseaux grâce au travail fourni par le cœur qui agit comme une pompe. Il n y a qu un seul sens de circulation sanguine mais il y a 2 circulations sanguines bien distinctes : la petite circulation et la grande circulation. 18

19 5.1 L appareil Circulatoire Le cœur est un muscle creux d environ 300g qui bat au rythme de 60 à 80 pulsations / min au repos (300 tonnes de sang pompés /jour). Les artères transportent le sang venant du cœur vers les organes, les veines, elles, transportent le sang venant des organes vers le cœur. Les capillaires sont de très petits vaisseaux où ont lieu les échanges gazeux au niveau des organes. 19

20 5.2 Le sang Il est composé de : 5 litres de Plasma : (90% d eau + sels minéraux + protéines). Il transporte les nutriments, les déchets etc, mais aussi l AZOTE. Globules rouges qui transportent les gaz (O2 & CO2) Globules blancs qui est notre système de défense contre les bactéries, microbes, Plaquettes qui sont responsables de la coagulation Il permet le transport : Des gaz Des nutriments et déchets Des hormones Des systèmes de défense de l organisme (globules blancs, plaquettes) 20

21 5.3 La petite circulation C est une boucle fermée entre le cœur et les poumons. On l appelle également circulation pulmonaire. C est le circuit d épuration et d oxygénation du sang. Le ventricule droit envoie le sang riche en CO2, pauvre en O2 et chargé en N2 dans l artère pulmonaire qui le conduit jusqu aux poumons. Au niveau des capillaires pulmonaires, le sang s hématose. Le CO2 et le N2 sont alors évacués par l expiration. Le sang ré-oxygéné par l inspiration est alors conduit à l oreillette gauche via les 4 veines pulmonaires. Elle est donc constituée : de l oreillette gauche, du ventricule droit, des artères et veines pulmonaires, des poumons. 21

22 5.4 La grande circulation C est une boucle fermée entre le cœur et les tissus. C est le circuit d épuration et d oxygénation des tissus. Le ventricule gauche envoie le sang oxygéné dans l aorte puis via les artères dans toute les subdivisions artérielles jusqu aux capillaires artériels des tissus qui puisent leurs besoins. Le sang appauvri en O2 et riche en CO2 repart des tissus par les capillaires veineux puis retourne au cœur dans l oreillette droite par les veines caves. Elle est donc constituée : de l oreillette droite, du ventricule gauche, des veines caves, L aorte des tissus. 22

23 6 - Conclusions Le corps humain est une machine formidablement complexe et sait s adapter au moindre changement d environnement. MAIS cette adaptation n est pas sans conséquence sur son fonctionnement et ses limites, notamment en plongée. Sans faire de vous des médecins, un minimum de connaissances anatomiques et physiologiques est primordiale dans la compréhension du mécanisme des accidents (c est le sujet du prochain cours du reste). Cela permet également de mieux les prévenir mais aussi de les reconnaitre et de les traiter si besoin. Avez-vous des questions? 23

24 MERCI! 24